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Rund um Naturwissenschaft Neue Technologien, Physik, Chemie, Neue Energien, Tesla & Co ...

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Alt 20.11.2018, 13:13   #1
Sarazener
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Standard Fusionsreaktor mittels Elektromagnetischer Wellen

Hi

Ich habe mir gedacht einen Reaktor zu erzeugen der mittels Wellen funktioniert, also der die Fusionsmasse in der Mitte mittels Wellen komprimiert und so zur Fusion bringt.

Das geht auch auf jeden Fall, weil bei ITER wird die Energie auch größtenteils zur Fusion aufgewendet und das vielleicht nicht so effektiv, mal angenommen man lenkt die komplette Energie die man in die Wellen steckt mittels Strahlungsdruck in die Mitte, z.B. mittels Reflektoren am Rand des Reaktors, laut Energieerhaltungssatz funktioniert das zu 100%, weil wenn die Wellen effektiv in die Mitte geleitet werden und fast nichts verloren geht dann dürfte nur als Gedankenexperiment dieser Reaktor besser sein als ITER.

Sagt mir mal warum das nicht gehen soll, die Wellen werden verlustfrei zur Komprimierung angewendet und unter anderem mittels Reflektoren in die Mitte des Reaktor geleitet.

https://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsdruck







https://www.youtube.com/watch?v=wvJAgrUBF4w
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Alt 20.11.2018, 13:24   #2
Sarazener
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Alt 20.11.2018, 13:40   #3
Sarazener
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In der Natur ist ja an sich alles perfekt und das müsste der perfekte Fusionsreaktor sein.
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Alt 20.11.2018, 13:46   #4
Sarazener
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Könnte explosiv sein das Ding.
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Alt 20.11.2018, 13:53   #5
Sarazener
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Das war die vorherige Idee und ein Antrieb dazu...





Das vorherige in ein Treibwerk umzuwandeln dürfte wohl kein Problem sein.

Wie viel Watt man braucht um diesen Reaktor zu starten müsste man berechnen.

Geändert von Sarazener (20.11.2018 um 13:58 Uhr).
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Alt 20.11.2018, 14:26   #6
basti_79
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Versuch' doch erst einmal, Antworten abzuwarten, bevor Du die Idee weiter ausbaust.

Es wird sich als wenig zweckmäßig erweisen, dass Felder (und damit auch Wellen) praktisch stetig sind, dass man also an einem bestimmten Ort geladene Teilchen immer nur in eine Richtung beschleunigen kann. Prinzipiell spricht aber nichts gegen die Idee.

Der LHC funktioniert z.B. so: da werden vermittels elektromagnetischer Wellen ("RF") Teilchen in zwei Röhren gegenläufig beschleunigt. An manchen Orten kreuzen sich die Röhren (da muss man dann natürlich die Form und die Leitwerte usw. genau planen, damit sich da die gegenläufigen Wellen nicht zu sehr stören), und die beschleunigten Teilchen werden einerseits "komprimiert" (die Teilchenwolken werden "gebündelt") und andererseits aufeinander zu geschossen. An einer Stelle mitten in einem Detektor kollidieren sie dann - was dann allerdings im Falle einer Kollision nicht zu Kernfusion führt, sondern mehr zu einer Art kleiner Explosion. Wenn man so ein System richtig konzipiert, könnte man so Atomkerne fusionieren. "Kleiner" Nachteil: so kann man letztendlich nur winzige Massen verarbeiten. Beim LHC reicht eine handelsübliche Wasserstoffflasche für ein Jahr Betrieb.

Ohne Wellen, d.h. rein elektrostatisch, funktioniert der "Farnsworth-Fusor", der immerhin als Protonenquelle taugt. Hochrechnungen haben ergeben, dass man den nicht "skalieren" kann. Das heißt: auch wenn man ein großes Gerät baut, bekommt man nicht mehr Energie heraus als man hineingesteckt hat.

Beim CERN (die ja auch den LHC betreiben) gibt es derzeit versuche mit sogenannten "Bugwellen" (Stichwort AWAKE). Stellt sich heraus: wenn man einen sehr intensiven Laser- oder Teilchenstrahl durch Plasma (Gas) "schießt", entsteht unter den richtigen Bedingungen eine "Bugwelle", in der ein extremes elektromagnetisches Feld herrscht. Bekommt man die Bedingungen unter Kontrolle, könnte man so vielleicht gigantische Teilchenenergien in einer sehr kurzen Röhre (vielleicht ein paar 10 m) erreichen, für die man heute noch eine Apparatur von der Größe des LHC benötigt.

Was mir auch noch einfällt: in Fusionsreaktoren werden mitunter Radiowellen benutzt, um das Plasma zu heizen, d.h. die Teilchen zu beschleunigen. Da wird das Plasma aber auch magnetisch eingeschlossen, dass die Teilchen nicht davonfliegen. Was aber enorm kniffelig ist.

Ganz allgemein sollte man die Idee hinterfragen, dynamische (veränderliche) elektrische Felder (Wellen!) zur Beschleunigung von Teilchen zu technischen Zwecken zu verwenden. Der einzige Vorteil, den ich mir vorstellen kann, ist, dass man in sehr hochfrequenten Feldern große Feldstärken erreichen kann, ohne dazu große Apparate zu bauen. Die Nutzbarmachung ist aber immer kniffelig.

Zum Einen kommt da die Relativität ins Spiel: letztendlich könnte man jede beliebige Frequenz benutzen, um die Beschleunigung zu erreichen (wie man ja an Teilchenbeschleunigern sieht). Sobald die Teilchen einen nennenswerten Teil der Lichtgeschwindigkeit erreichen, dominiert das Problem, die Flugbahn überhaupt unter Kontrolle zu halten. Zum Anderen wollen wir in Energieregimes vordringen, bei denen Quanteneffekte die tragende Rolle spielen. Umgerechnet in Lichtwellenlänge (ein elektromagnetisches Phänomen) entspricht z.B. die nominelle LHC-Energie von 6,5 TeV pro Partikel einem Photon, für das wir gar keinen Namen mehr haben. Das ist schon keine "Gammastrahlung" mehr, das ist ein intergalaktischer Freak-Case. Wenn so ein Photon aus irgendeinem Grund frei durch das Weltall fliegen würde, würde das nächste Partikel, das seinen Weg kreuzt, auf eine unglaubliche Geschwindigkeit beschleunigt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Gammaastronomie
__________________
Perfidulo: Ich hatte erst vor, einen Roman darüber [über das verschwundene Mittelalter] zu schreiben.
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Perfidulo: Es quasseln nicht dauernd Leute dazwischen.
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Alt 20.11.2018, 14:33   #7
Sarazener
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@basti

Gibt ja halt auch die Ideen Raumschiffe mittels Strahlungsdruck anzutreiben. Warum halt auch nicht Dinge damit zur Fusion bringen?

Sonnensegel (Raumfahrt)


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Das Sonnensegel (auch Lichtsegel, Photonensegel oder Solarsegel, engl. SSP für solar-sail propulsion) ist ein Konzept zum Antrieb von Raumsonden, bei dem der sehr geringe Strahlungsdruck des Sonnenlichtes genutzt werden soll. Ideen dazu gab es schon in den 1920er Jahren vom deutschen Ingenieur Hermann Oberth (1923)[1] oder vom russischen Raumfahrtpionier Konstantin Ziolkowski (1924)[2]. Der Begriff Sonnensegeln (eng. "solar sailing") wurde erst später von Richard Garwin (1958) geprägt.
Die durch ein Sonnensegel mögliche Beschleunigung ist im Vergleich zu anderen Antrieben sehr gering. Daher sehen Konzepte zur Nutzung von Sonnensegeln Missionsdauern von vielen Jahren vor. Die technologische Herausforderung besteht darin, Folien im Weltraum zu entfalten und zu manövrieren, die sehr leicht und sehr groß sind.
Während die NASA die Entwicklung vorübergehend einstellte,[3] testete Japan 2010 IKAROS erfolgreich: Während sechs Monaten betrug die durch Lichtdruck bewirkte Geschwindigkeitsänderung 100 m/s.[4] Nun plant die NASA für 2014 ein ähnliches Projekt.[5]

https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensegel_(Raumfahrt)
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Alt 20.11.2018, 14:34   #8
Sakslane
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Zitat:
Zitat von Sarazener Beitrag anzeigen
Sagt mir mal warum das nicht gehen soll
Man kann die Energie einer elektromagnetischen Welle nicht auf einen Raum konzentrieren der kleiner ist als ihre Wellenlänge. Mit dieser ulkigen Konstruktion kommt man bei weitem nicht auf die Energiedichten / Temperaturen, die für die Fusion notwendig sind.
__________________
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Alt 20.11.2018, 14:38   #9
Sarazener
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Zitat:
Zitat von Sakslane Beitrag anzeigen
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Man kann die Energie einer elektromagnetischen Welle nicht auf einen Raum konzentrieren der kleiner ist als ihre Wellenlänge. Mit dieser ulkigen Konstruktion kommt man bei weitem nicht auf die Energiedichten / Temperaturen, die für die Fusion notwendig sind.
Wer spricht denn davon zwei Atome zu fusionieren? Atome bewegen geht damit ja schließlich. Das sollte doch gehen damit ganz viele Atome in der Mitte zu komprimieren.

Und wenn man Mega oder Gigawatt an Wellenenergie nimmt dürfte das sehr wohl gehen. Könnte dann natürlich einen Knall geben wenn man direkt so viel Energie nimmt.

Edit:

Und man kann doch Teilchen, wie Basti auch schreibt, in Teilchenbeschleunigern stark beschleunigen.

Geändert von Sarazener (20.11.2018 um 14:43 Uhr).
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Alt 20.11.2018, 15:22   #10
Sarazener
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Zitat:
Zitat von Sarazener Beitrag anzeigen
Wer spricht denn davon zwei Atome zu fusionieren? Atome bewegen geht damit ja schließlich. Das sollte doch gehen damit ganz viele Atome in der Mitte zu komprimieren.

Und wenn man Mega oder Gigawatt an Wellenenergie nimmt dürfte das sehr wohl gehen. Könnte dann natürlich einen Knall geben wenn man direkt so viel Energie nimmt.

Edit:

Und man kann doch Teilchen, wie Basti auch schreibt, in Teilchenbeschleunigern stark beschleunigen.

Doppel Edit:

Vor dem Licht der Sterne – nunmehr eine intensive Röntgenstrahlung – müsste sich die Crew schützen. Zudem würde das Raumschiff durch den Strahlungsdruck stark verlangsamt – der Druck auf das Raumschiff sei jenem am Boden des Pazifischen Ozeans vergleichbar. -

derstandard.at/1358304206253/Weltraum-Was-wir-bei-Reisen-mit-Ueberlichtgeschwindigkeit-sehen-wuerden

Noch als Beispiel.
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fusionsreaktor, iter

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